kızılötesi (İnfrared)işınların gıda endüstrisinde kullanımı · bunların dıında soya...

48
Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı

Upload: votuong

Post on 11-May-2019

228 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı

Page 2: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Kızılötesi (Kızılaltı, IR veya Infrared) ışınım, dalgaboyu görünür ışıktan uzun ve mikrodalgalardan daha kısa olan elektromanyetik ışınımdır.

Teknolojide kabul edilen ismi olan infrared Latince'de aşağı anlamına gelen infra

ve ingilizce kırmızı anlamına gelen red kelimelerinden oluşmaktadır ve kırmızı altı anlamına gelir.

Kırmızı, görünür ışığın en uzun dalgaboyuna sahip rengidir. Kızılötesi ışınımın

dalgaboyu 750 nanometre ile 1 mikrometre arasındadır. Normal sıcaklığındaki insan vücudu 10 mikrometre civarında ışıma yapar.

Güneş ışığı, %47 kızılötesi, %46 görünür ışık ve %7 morötesi ışınımdan oluşur.

Page 3: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Kızılötesi ısıtma 0.5-1000 μm dalga boyunda uygulanan bir ışınım yöntemi olup birçok gıda maddesinin ısıtılması, kurutulması ve yüzey pastörizasyonu amacıyla uygulanabilmektedir.

Kızılötesi ışınım, gıda maddelerinin işlenmesinde yararlanılan 0.5 ve 100 µm dalgaboyu arasındaki elektromanyetik spektrumun parçasıdır.

Diğer yandan konvansiyonel ısıtmayla karşılaştırıldığında daha yüksek ısıl verimlilik ve ısıtma hızına sahip olması nedeniyle gıda sektörünün de içinde bulunduğu değişik sektörlerde gittikçe popülerlik kazanmakta ve kullanım alanı bulmaktadır.

Page 4: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Nesneler oldukça geniş bir tayfta kızılötesi ışınım yayarlar, fakat algılayıcılar sadece belli bant genişliklerini algılayabildikleri için genellikle kızılötesinden kastedilen belirli bantlardır. Bu yüzden kızılötesi bandı daha küçük altbantlara bölünmüştür.

Sıkça kullanılan bir bölümleme biçimi şöyledir:

-Yakın kızılötesi (NIR, IR-A DIN): 0.75-1.4 μm dalgaboyları arasındadır. Düşük kayıp miktarı

yüzünden genellikle fiberoptik iletişimde kullanılmaktadır.Gece görüş ekipmanları da genellikle bu dalgaboyunu kullanır.

-Orta dalga kızılötesi (MWIR, IR-C DIN ): 3-8 μm. Güdümlü füze teknolojisinde

kullanılmaktadır. -Uzun dalga kızılötesi (LWIR, IR-C DIN) : 8-15 μm. Dışarıdan bir ışınım kaynağına gerek

duymadan sadece nesnelerin yaydığı ısıyla çalışan termal görüntüleme cihazları bu bandı kullanır.

-Uzak kızılötesi (FIR): 15-1,000 μm.

Page 5: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Belirtilen üç farklı kızılötesi ışınım bölgesinden gıda endüstrisinde farklı şekillerde yararlanılmaktadır:

1. Isıl işlemler,

2. Gıdaların kimyasal kompozisyonunun spektroskopik analizleri,

3. Temassız olarak gıdaların sıcaklarının ölçümü.

Kızılötesi veya İnfrared (IR) 1800’ lü yıllarda Sir William Herschel

tarafından keşfedilmiştir. IR radyasyonunun tıp, plastik, kağıt endüstrisi gibi birçok alanda uygulaması vardır.

Ancak IR radyasyonunun gıda endüstrisinde kullanımı yakın zamana dayanmaktadır. 1950’ lerde IR’ nin kurutma alanında, 1960’ lı yıllarda ise IR radyasyonunun çeşitli endüstri alanlarında uygulanmasına ilişkin çalışmalar yürütülmüştür.

Page 6: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı
Page 7: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı
Page 8: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

İnfrared radyasyonunun elektromanyetik spektrumdaki yeri

IR radyasyonu dalgaboyuna göre kısa (0.76-2 μm), orta (2-4

μm) ve uzun IR (4-1000 μm) olmak üzere 3 bölgeye ayrılmıştır . Ancak IR’ yi tanımlayan dalgaboylarının alt ve üst sınırları literatürde kesin bir şekilde ifade edilmemiştir Bu nedenle bu sınıflandırma evrensel olarak kabul görmüş bir sınıflandırma değildir.

IR enerjisi elektromanyetik enerjinin bir formudur. Dalgalar halinde iletilir ve ısıya dönüştürülür.

Gıda işlemede son yıllarda yakın kızılötesi radyasyon ve orta kızılötesi radyasyon ısıtıcıları uygulamaları geliştirilmiştir.Ancak uzak kızılötesi veya FIR uygulamaları da yaygındır.

Page 9: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Uzak infrared radyasyonla (FIR) ısıtmaya olan ilgi ticari FIR ısıtıcıların gelişmesi ve yüksek yayma özelliğine (uzun dalgaboyu bölgesinde olmasından) sahip olmasından dolayı artmıştır.

Page 10: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

FIR ısıtıcılar kullanılarak yapılan ısıtma ile kömür ve taş fırını uygulamaları benzerlik göstermektedir; böylelikle de istenilen lezzette gıdalar üretilmektedir.

Bütün bunlara ek olarak FIR ekipmanındaki son gelişmeler yüksek organoleptik ve besinsel değere sahip gıdaların hızlı ve ekonomik olarak üretimini sağlamaktadır.

Page 11: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

FIR ısıtıcılarda , ısı gıdaya elektromanyetik radyasyonla sağlanır. Gıda ve ısıtıcı arasındaki enerji transfer oranı gıda ve ısıtıcı arasındaki sıcaklık farkına bağlıdır.

Hava aracılığıyla ısıtıcıdan yayılan FIR enerji gıda tarafından absorbe edilir; eneji gıda molekülleri interaksiyonuyla ısıya çevrilir. Konvansiyonel ısıtmada ise ısı gıdanın yüzeyine sıcak hava sirkülasyonuyla sağlanır.

Page 12: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı
Page 13: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

IR radyasyonunun doğrudan materyale nüfuz etme özelliği materyalin yüzeyini yakmadan enerji akısının artışını mümkün kılar ve böylece geleneksel ısıtma metotlarında gerekli olan ısıtma süresi azalır.

Kızılötesi ısıtmanın konvansiyonel ısıtmaya göre avantajları, kısa sürede düzgün ısıtma sağlaması, kalite kayıplarının ve besinsel kayıpların azaltılması, ekipmanların basit ve esnek kullanım alanlarına sahip olmaları ve önemli oranda enerji tasarrufu sağlaması şeklinde sıralanabilir .

Page 14: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Kızılötesi ışınların özellikleri

IR dalgaları materyale çarptığında yansıtılır, absorplanır veya iletilir. IR enerjisi moleküle çarptığında enerji absorplanır, titreşimler değişir ve enerji ısıya dönüşür .

Absorplanan enerji miktarı materyal bileşenleri tarafından belirlenir.

IR radyasyonunun dalgaboyu ise kaynağın sıcaklığına bağlıdır. Yüksek sıcaklıklarda kısa dalgaboyları üretilir ve bu dalgaların nüfuz etme derinlikleri daha fazladır.

IR sistemini optimize etmede nüfuz etme özellikleri önemlidir. Kısa dalgaboylu ışınların nüfuz etme özelliği uzun dalgaboylu ışınlardan olanlardan 10 kat daha fazladır.

Page 15: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Gıda maddelerinin yakın ve orta IR bölgelerdeki elektromanyetik dalgalarla etkileşimleri öncelikle moleküllerin titreşim ve dönme enerjilerine neden olur. Buna karşın uzak IR bölgedeki elektromanyetik dalgalarla etkileşimler, öncelikle moleküllerin dönme enerji düzeylerini içerir.

Absorpsiyon sırasında enerji elektromanyetik dalgadan moleküle (veya atom) transfer edilir ve onun başka bir düzeye hareket etmesine neden olur.

Page 16: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Gıda maddeleri, biyokimyasal moleküllerin (basit şekerler, amino asitler v.b.), biyokimyasal polimerlerin (kompleks şekerler, proteinler, lipidler v.b.), inorganik tuzların ve suyun kompleks karışımlarıdır.

Bu moleküllerin IR absorpsiyonunda kendine özgü bantları vardır. Amino asitlerin, nükleik asitlerin ve proteinlerin 3-4 μm aralığında ve 6-9 μm aralığında lokalize olmuş iki güçlü absorpsiyon bandı ortaya çıkmaktadır.

Lipidler tüm IR radyasyon spektrumunda güçlü birer absorplayıcıdırlar. Ancak 3-4 μm aralığında, 6 μm ve 9-10 μm aralığındaki 3 absorpsiyon bandı daha güçlüdür.

Şekerler ise 3 ve 7-10 μm dalgaboylarında IR radyasyonunu absorplarlar

Page 17: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

IR radyasyonunun temel özellikleri: yüksek ısı transfer kapasitesi, ürüne doğrudan ısı nüfuzu, hızlı proses kontrolü ve çevredeki havayı ısıtmama şeklinde sıralanabilir. Bu özellikler IR radyasyonunun ısıtma amaçlı uygulamalarda ideal enerji kaynağı olabileceğini göstermektedir.

IR ısıtma işlemi özellikle yüzey ısıtması ve mikrobiyal yükün azaltılması amacıyla birçok katı ürün için uygulanan bir yöntemdir.

Page 18: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Ohmik ve kızılötesi elektriksel yöntemleri, homojen ve hızlı ısıtma sunmalarının yanısıra, maliyeti düşük ve atık potansiyeli az minimal işleme yöntemleri olarak da son yıllarda tüm dünyada önem kazanmış durumdadır.

Uluslararası kuruluşlar ve Avrupa Topluluğu Gıda Güvenliği Ajansı (EFSA)’nin alt komiteleri, ohmik ve kızılötesi gibi güncel elektriksel işleme yöntemleri konusunda çalışmaların artmasını teşvik etmektedir. Bu işlemlerin ticari üretimde kullanımlarına izin verilmesi amacıyla, bilimsel çalışmalardan elde edilecek verilerin önemli katkı sağlayacağını vurgulamaktadırlar.

Page 19: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

KIZILÖTESİ (İNFRARED) ISITMA

Kızılötesi ısıtma (kızılötesi ışınla ısıtma), gıda endüstrisinde ısıtma veya kurutma metodu olarak kullanılan bir yöntemdir.

Gıda kalitesine en az düzeyde zarar verme, hızlı ısıtma ve yüksek enerji verimliliği gibi bazı avantajları bulunmaktadır.

Kızılötesi ısıtmanın maliyeti düşüktür. Geleneksel ısıtma ile karşılaştırıldığında, farklı gıdalarda enerji tüketimini %44’e varan oranda azaltabilmektedir.

Geleneksel pişirme fırınları yüksek hızda sıcak hava konveksiyonu kullanarak ürün yüzeyinde bozulmaya, aşırı ısınmaya, oksidasyona, kavrulmaya, düşük verimlere, emisyonlarda güçlüğe ve yüksek enerji maliyetine neden olabilmektedir.

Page 20: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı
Page 21: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Uygulama Alanları

IR etkili bir gıda işleme teknolojisidir. Bu teknolojide gıda maddeleri yüksek sıcaklıkta kısa süre işleme maruz kalırlar.

IR kuru ısı kaynağı olarak hububat tanelerinin, unun, baklagillerin, meyve ve sebzelerin ve etlerin nem içeriğini azaltmak amacıyla uygulanmaktadır.

Tohumların tekstürünü yumuşatıp su nüfuzunu kolaylaştırmakta ve böylece baklagillerin pişme süresini azaltmak için kullanılmaktadır.

Bazan mikroorganizmaları inaktive etmek veya miktarını azaltmak amacıyla bir ön işlem basamağı olarak IR uygulamasına başvurulmaktadır.

Bunların dışında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı sağlık yönünden istenilmeyen bileşenlerin azaltabileceğini gösteren bilgiler de mevcuttur.

Page 22: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Avantajları

Kızılötesi radyasyonun ısıtmada avantajlarını şöyle sıralayabiliriz: havayı ısıtmaya, fırın sıcaklıklarını korumaya ve nemi düşürmeye gerek yoktur, sıcaklık kontrolü daha kesin yapılabilir, yüksek sıcaklık akıları dağıtılan gücün neredeyse ani kontrolü ile ürün yüzeyine yönlendirilebilmektedir, sıcaklığın tüm yüzey alanına uygulanması kolaydır.

Page 23: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Yüzey sıcaklığı arttıkça ısı iletim ile merkeze doğru taşınmaktadır. Katı gıdaların çoğunun genellikle ısıl iletkenliği düşük olduğu için, iç kısma doğru ısı iletim oranı genellikle yavaştır. Yüksek sıcaklıkta bir kızılötesi kaynağı, sosis gibi et ürünlerine uygulanırsa, yoğun ısı yüzey alanı üzerinde birikir, bu durum da sıcaklığın hızlı bir şekilde artmasına neden olur.

Son yıllarda yapılan çalışmalarda, kombinasyon ısıtma teknolojileri, pişirme süresini kısaltmak ve ürün kalitesini arttırmak amacıyla kullanılmaktadır.

Page 24: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Kurutma

Kızılötesi ısıtmanın en çok kullanıldığı alanlardan biri kurutmadır.

Diğer yöntemlerle (konvektif kurutma, dondurarak kurutma gibi) karşılaştırıldığında düşük maliyetle yüksek kalitede ürün elde etme olanağı sağladığı bildirilmektedir. Diğer avantajları ise kurutma süresinin kısalması, alternatif enerji kaynağı olması, yüksek enerji verimliliğine sahip olması, kurutma sırasında ürün sıcaklığının düzgün dağılması, işlem parametrelerinin kolay kontrol edilebilir olması ve yer tasarrufu sağlaması şeklinde sıralanabilir .

Page 25: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Uzak-kızılötesi kurutma son yıllarda başarılı bir şekilde meyve ve sebzelerin kurutulmasında kullanılmaktadır.

Bu ürünler arasında patates, tatlı patates, soğan, elma yer almaktadır.

Yakın-kızılötesi ısıtmayla konvansiyonel fırında kurutma süresinde %80 ile %94 arasında değişen oranlarda düşüş,ürünün rehidrasyon özelliğinde ise artış gözlenmiştir .

Page 26: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Kızılötesi ısıtma, gelecek vaat eden yeni bir teknoloji olmasına karşın her kurutma işleminde kullanılamamaktadır. Gıdanın çeşidi, kalınlığı, kızılötesi ısıtma kaynağının nüfuz derinliği bu yöntemle gıda kurutmanın başarısını etkileyen faktörler arasında sıralanmaktadır.

Bu tür sebeplerle, kızılötesi-kombinasyon ısıtma teknolojileri gündeme gelmiştir. Bu kombinasyon ısıtma teknolojileri arasında, kızılötesi-konvektif ısıtma, kızılötesi-hızlı hava akımı ile ısıtma ve kızılötesi-mikrodalga kombinasyon ısıtma teknolojileri yer almaktadır.

Kızılötesi-konvektif ısıtma kombinasyonunun ürün kalitesi ve enerji verimliliği açısından sinerji yarattığı belirtilmektedir .

Page 27: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Meyve ve sebze endüstrisinde IR uygulaması genellikle kurutma amacıyla

Belli kalınlıktaki elma dilimlerinin IR ile kurutulmasının etkili bir su uzaklaştırma metodu olduğu ve aynı koşullar altında IR radyasyonu ile kurutmanın konvektif kurutmadan çok daha hızlı gerçekleştiği bildirilmiştir . Yapılan çalışmalar IR radyasyonu ile geleneksel konvektif kurutmayı karşılaştırma ve IR radyasyonunun gıda bileşenlerindeki etkileri üzerine yoğunlaşmıştır.

Page 28: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Kurutma, Kızılötesi ısıtmanın en çok kullanıldığı alanlardan biridir. Diğer yöntemlerle (konvektif kurutma, dondurarak kurutma gibi) karşılaştırıldığında düşük maliyetle yüksek kalitede ürün elde etme olanağı sağladığı bildirilmektedir.

Diğer avantajları ise; - kurutma süresinin kısalması - alternatif enerji kaynağı olması - yüksek enerji verimliliğine sahip olması - kurutma sırasında ürün sıcaklığının düzgün dağılması - işlem parametrelerinin kolay kontrol edilebilir olması ve - yer tasarrufu sağlaması şeklinde sıralanabilir.

Page 29: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Patates, havuç kurutmak amacıyla kombine sıcak hava-IR sistemi geliştirilmiş ve bu sistemin performansı sıcak hava kurutma ile karşılaştırılmıştır.

Kombine sıcak hava-IR sisteminin etkili bir sistem olduğu ve kurutma süresinin sıcak havaya oranla %48 oranında azaldığı gözlenmiştir.

Bunun yanında harcanan enerji miktarında da önemli düzeyde azalma (%63) meydana geldiği tespit edilmiştir.

Benzer sonuçlar soğan dilimlerinin IR-konvektif kurutma sisteminde kurutulmaları sırasında da elde edilmiştir. IR-konvektif kurutma sisteminde aktivasyon enerjisinin geleneksel kurutmaya oranla düşük olduğu tespit edilmiştir.

Radyasyon şiddeti ve kurutma hızı arasında önemli bir ilişki olduğu ve radyasyon şiddeti arttıkça kurutma hızının da arttığı gözlenmiştir

Page 30: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Pişirme

Kızılötesi ısıtma, konvansiyonel ısıtmaya göre önemli avantajlar sağlamaktadır. Ancak literatürde başarılı uygulamaların yanında, kötü ürün kalitesiyle sonuçlanan çalışmalar da yer almaktadır.

Kullanılan kızılötesi ısıtma kaynağının dalgaboyu, işleme koşulları

(pişirme süresi, fırın rutubeti vb.) ve gıdanın termal özellikleri ürün kalitesinde farklı sonuçlar elde etmeye neden olabilmektedir.

Yapılan çalışmalarda, kızılötesi-mikrodalga kombinasyon ısıtma ile

konvansiyonel pişirme süresinin önemli oranda (%50 ile %80 arasında değişen oranlarda) azaldığı belirtilmektedir. Kızılötesi-mikrodalga kombinasyon fırında pişirilen ekmeklerin renk, tekstürel özellikler, özgül hacim ve gözeneklilik değerleri göz önüne alındığında konvansiyonel fırında pişirilen ekmeklerin kaliteleriyle karşılaştırılabilir özellikte olduğu belirtilmiştir.

Page 31: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı
Page 32: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Kavurma

Kavurma, üründe kimyasal reaksiyonların oluştuğu, ısı değişimi ve kurutmanın da yer aldığı sıcaklık ve süre bağımlı bir işlemdir.

Kızılötesi ısıtma, kahve çekirdeklerinin ve yeşil çayın kavrulmasında başarıyla kullanılmıştır.

Uzak-kızılötesi kavurma ile daha lezzetli ürün elde edildiği belirtilmiştir.

Page 33: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Çözdürme

Donmuş gıdaların çözdürme koşulları (çözdürme yöntemi, çözdürme sıcaklığı, çözdürme hızı, vb.) ürünlerin kalitelerini etkileyen önemli parametrelerdendir.

Konvansiyonel yöntemlerin uzun çözdürme süresi, gıda kalitesinde istenmeyen değişiklikler ve ürün kaybı gibi dezavantajları bulunmaktadır.

Kızılötesi ısıtmanın konvansiyonel ısıtmaya göre avantajının ise su ve buzun benzer kızılötesi radyasyonu absorplama katsayısına sahip olması sonucu tekdüze ısıtma sağlaması, daha az damlama kaybına ve etlerde daha az renk değişikliğine neden olması gösterilmektedir.

Page 34: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Pastörizasyon ve Sterilizasyon

Kızılötesi ısıtmanın bir diğer kullanım alanı ise pastörizasyon, sterilizasyon işlemleridir.

Bu teknoloji, istiridye , tahıl, et gibi gıdalarda

bakteri, maya, küf ve sporların inaktivasyonunda kullanılabilmektedir.

Kızılötesi radyasyonun en çok hasar verdiği yapının, proteinler olduğu, onları sırasıyla RNA, hücre duvarı ve DNA takip ettiği belirtilmektedir.

Kızılötesi radyasyon sonucu hasar gören hücrelerin inhibitör ajanlara karşı daha duyarlı olduklarını belirtmektedirler.

Page 35: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Görüntüleme

Page 36: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Nem ölçme ve kurumadde tayini ve sıcaklık ölçme

Numune tartılır ve infrared radyatör (halojen lamba) ile ısıtılır. Kütledeki azalma sürekli olarak ölçülür ve daha önce belirlenmiş olan kriterlere ulaşıldığında kurutma durur. Nem miktarı otomatik olarak kütledeki farktan bulunur. Termogravimetrik ölçüm esnasında kaybedilen kütle tamamen su kaybı olarak kabul edilemez. Çünkü ısınma ile numunede su haricinde başka maddeler de buharlaşabilir. Bu sebeple termogravimetrik yöntemde nemden bahsederiz.

Düğmesine basıldığında 1-2 saniye içinde sıcaklık değerini gösterir.

-33˚C +220˚C arasında ölçüm yapar. (FLASH PEN TEMASSIZ SICAKLIK ÖLÇER)

Page 38: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı
Page 39: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı
Page 40: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Kızılötesi Isıtmanın Mikroflora Üzerine Etkileri

Kızılötesi radyasyon kaynağının gücü arttıkça daha fazla enerji üretilmesi ve mikroorganizmanın soğurduğu toplam enerji miktarının artması nedeniyle mikrobiyel inaktivasyon artmaktadır.

Diğer yandan, bakteri, maya ve küfler, yapısal ve kompozisyonel farklılıklara sahip olmaları nedeniyle kızılötesi ısıtmaya olan dirençleri farklılık göstermektedir.

Mikrobiyel inaktivasyon derecesini etkileyen parametreler arasında kızılötesi radyasyon kaynağının gücü, dalgaboyu, gıda tipi, kalınlığı, mikroorganizma tipi, mikroorganizmanın hangi fizyolojik evrede olduğu (üssel büyüme evresi, durgun evre gibi) önemlidir.

Page 41: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Son yıllarda gıda işlemede kızılötesi ışımanın patojenlerin inaktivasyonu için uygulanması konusunda artan bir ilgi bulunmaktadır.

Kızılötesi ısıtmanın mikrobiyal inaktivasyon mekanizması, ultraviyole ve mikrodalga ısıtmaya benzemekle birlikte termal etkide de göstermektedir

Mikroorganizma hücrelerindeki su molekülleri tarafından kızılötesi enerjinin absorbsiyonu, inaktivasyonun önemli nedenlerinden biridir.

Gıda bileşenleri ve mikroorganizmalar uzun kızılötesi bölgesinde etkin olarak absorblama yaparlar, gıdanın ısınmasına neden olarak, patojenlerin DNA, RNA, ribozom, hücre zarı ve/veya proteinler gibi bileşenlerine zarar vererek inaktivasyonuna neden olurlar.

Page 42: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Kızılötesi ısıtmanın, katı ve sıvı gıdalarda bulunan bakteri, spor, maya ve küflerin inaktivasyonu şu parametrelere bağlıdır: kızılötesi güç seviyesi, gıda örneğinin sıcaklığı, dalgaboyu yüksekliği, kızılötesi ısıtma kaynağının bant genişliği, örnek derinliği, mikroorganizma türü, nem içeriği, mikroorganizmanın fizyolojik fazı (eksponansiyonel veya durağan fazda olması) ve gıda maddesinin türü.

Kızıl ötesi ısıtma kaynağının gücü arttırıldığında daha çok enerji üretilmekte ve bu yüzden mikroorganizmalar tarafından absorbe edilen toplam enerji artmaktadır.

Dalga boyu arttıkça toplam enerji düşmektedir. Ayrıca örneğin kalınlığı arttıkça kızılötesi ışının

mikroorganizma inaktivasyonu üzerine etkisi azalmaktadır.

Page 43: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Bakteri süspansiyonuna 56-61oC sıcaklık aralığında 2 dakika kızılötesi ışın uygulamasından sonra E. coli popülasyonunun 0.76-0.98 log azaldığı tespit edilmiştir.

Gıdalara uygulanan kızılötesi ışının iç bölgelere nüfus etme kapasitesi düşüktür. Ancak gıdanın yüzey sıcaklığının hızlı bir şekilde yükselmesi ve ısının iletim ile gıda içine transferi söz konusudur. Örnek derinliği azaltıldığında sporların ve E. coli ve Staphylococcus aureus’un inaktivasyonu hızlanmaktadır.

Page 44: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Süte inokule edilen Staphylococcus aureus’un kızılötesi ısıtma işlemi ile inaktive edilmesi sırasında;

S. aureus sayısında işlem koşullarına bağlı olmakla birlikte 0.10 ile 8.41 log kob/g düzeyinde azalma sağlandığı belirlenmiştir. Kızılötesi ışının toplam aerobik mezofilik bakteri sayısında 1-72-1.9 log kob/g, koliform sayısında 4.04 log kob/10g, maya ve küf sayısında 1.26 kob/10g azalmaya neden olduğu saptanmıştır

Page 45: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Kızılötesi Isıtma/Pişirmenin Et ve Et Ürünlerinin İşlenmesinde Kullanımı

Bir et ürünü örneği kızılötesi radyasyon ile pişirildiğinde, kaynaktan örneğe ısı transferi; kaynak ve örnek yüzeyi arasındaki sıcaklık farkı, yüzey emisyonu, örnek yüzeyi absorbsiyonu, refleksiyon ve radyasyon penetrasyon derinliği gibi çeşitli faktörlere bağlı olarak gerçekleşmektedir.

Page 46: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Kızılötesi ısıtma/pişirmenin et örneklerine uygulanması konusunda bazı çalışmalar bulunmakla beraber, kızılötesi ışımanın et ürünlerinin kalite özellikleri üzerine etkileri henüz detaylı olarak ortaya koyulamamıştır. Yapılan bir çalışmada, yüzeyi kızılötesi yöntemle ısıtılan hindi sosisi örneklerinde buzdolabında depolamadan sonra gözle görülebilir şekilde koyu renk gözlemlenmesine rağmen renk özelliklerinde kontrole göre önemli düzeyde farklılık saptanmamıştır.

Page 47: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Ancak genel olarak et ürünlerinin pişirilmesi sırasında önemli ağırlık kayıpları gerçekleşmektedir.

Uzun süre pişirilen köftelerde aşırı nem, yağ ve lezzet kaybı görülmektedir. Yağ içeriği arttıkça köftelerin yüzeyinde ölçülen son sıcaklığın da arttığı belirlenmiştir.

Page 48: Kızılötesi (İnfrared)Işınların Gıda Endüstrisinde Kullanımı · Bunların dıında soya fasulyesindeki tripsin inhibitörleri, kanoladaki , mısır ve pirinçteki varlığı

Et ve et ürünlerindeki mikroorganizalara IR

nin etkisi üzerinde yapılan çalışma sonuçlarına göre;

Hindi sosislerine kızılötesi ışını 70oC ‘de 82.1 s, 75oC’de 92.1 s ve 80oC 103.2 s uygulamışlar ve Listeria monocytogenes sayısında sırasıyla 3.5, 4.3 ve 4.5 log kob/g azalma sağlamıştır.

Ayrıca, 75 s kızılötesi ışıma uygulaması ile

L. monocytogenes sayısında 3.7 log kob/g azalma tespit edilmiştir.